丙酸钠与盐酸反应生成丙酸的
反应釜设计
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丙酸钠与盐酸反应生成丙酸的反应釜设计
一、 设计要求：详见书中93页3.3题 二、 反应体积的求解过程: 1、求盐酸浓度与反应时间的关系：
根据题干中NaOH滴定盐酸的反应用量与时间的图表关系，可得到盐酸的浓度与反应时间的关系：
时间/h HCL用量mol/ L 0 1/6 1/3 1/2 5/6 ∞ 2.70375 1.65315 1.21025 0.97335 0.74160 0.54075
2、做出反应时间和盐酸浓度的关系图：
3、转化率的求解：
根据盐酸的浓度与反应时间的关系表格可得平衡转化率XA∞为 XA∞=CA0-CA∞/CA0=(2.70375-0.54075)/2.70375=0.8 则丙酸钠的工业转化率为 XA=0.9× XA∞=0.9×0.8=0.72 4、求反应时间t：
可求的盐酸在转化率为XA时的浓度为
CA= CA0×（1-XA）=2.70375×（1-0.72）=0.75705 mol/ L 由此带入上图中 求得t=0.8 h 5、求丙酸钠的体积流量：
已知丙酸产量为500kg/h，则丙酸的摩尔流量为 F丙酸=500×1000/74=6756.7567 mol/h
根据方程式知丙酸与丙酸钠的摩尔比为1:1，则反应开始时丙酸钠的摩尔流量为
F丙酸钠= F丙酸 /XA= 6756.7567 /0.72 =9384.3843 mol/h 则丙酸钠的体积流量为
Q0= F丙酸钠/ CA0 = 9384.3843/2.70375= 3470.8772 l/h 6、求反应体积： 根据公式得
Vr=Q0（t+t0）=3470.8772×（0.8+0.5）=4512.1404 L则实际反应体积为
V=Vr/f=4512.1403/0.72 = 6300 L
三、 确定反应釜的几何尺寸:
根据实际反应体积为6300 L，查《化学工程设计手册》得搪瓷反应釜的尺寸为：
公称直径DN 公称容积VN/L L 系 列 S 系列 带视镜或人孔/m 灯孔s 压力表口p 封头 温度计套 管 口 t1 t2 备用口 加料口 a b c d 搅拌口 e 罐盖 h 6300 1750 400×300 125 125 200 - 125 150 150 - 150 600
公称直DN 公称容积VN/L L 系 列 S系列 蒸汽进口或液体出口 凝水出口夹套 液体喷嘴管口及喷嘴规格 n1 n2 n3 液体出口n4 不凝性气体排放口g in 3/4 残液放净口k in 1/2 l1 65 l2 65 l3 65 6300 1750 65(50A) 65(50A) 65(50A) -
公称直DN 公称容积VN/L L 系 列 S系列 放料口 f D0 D1 D2 D3 D4 dN d1 机 型 Ⅰ 罐体 ～H0 机机机 型 Ⅰ 型 型 Ⅱ Ⅲ ～H1 机型 Ⅱ 机型 Ⅲ - 6300 1750 125 1220 1900 2196 1400 600 95 80 5199 - - 1475 -
公称容积VN/L 公称直DN L 系 列 1750 S系列 3244 1200 170 750 1700 270 2600 415 94 510 400 610 4-36 4-36 H H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 B1 B2 B3 z-Φ z1-Φ1 罐体 6300
四、 根据数据画出图纸：如下
五、 总结：
通过丙酸钠与盐酸生成丙酸的反应釜设计，初步掌握了画图软件origin的应用，学会了反应体积的方法以及根据反应体积来查数据画图。但是对于设备的选型和其他辅助设备如电机等的选择还是不太明确，不能够自如的应用CAD画图，今后要加强这两方面的学习。
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